为了保证同一批工件在夹具中占据一个正确的位置,必须选择合理的定位方法和设计相应的定位装置。
上节已介绍了工件定位原理及定位基准选择的原则。在实际应用时,一般不允许将工件的定位基面直接与夹具体接触,而是通过定位元件上的工作表面与工件定位基面的接触来实现定位。 定位基面与定位元件的工作表面合称为定位副。
一、对定位元件的基本要求
1.足够的精度
由于工件的定位是通过定位副的接触(或配合)实现的。定位元件工作表面的精度直接影响工件的定位精度,因此定位元件工作表面应有足够的精度,以保证加工精度要求。
2.足够的强度和刚度
定位元件不仅限制工件的自由度,还有支承工件、承受夹紧力和切削力的作用。因此还应有足够的强度和刚度,以免使用中变形和损坏。
3.有较高的耐磨性
工件的装卸会磨损定位元件工件表面,导致定位元件工件表面精度下降,引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定位元件。为延长定位元件更换周期,提高夹具使用寿命,定位元件工作表面应有较高的耐磨性。
4.良好的工艺性
定位元件的结构应力求简单、合理、便于加工、装配和更换。
对于工件不同的定位基面的形式,定位元件的结构、形状、尺寸和布置方式也不同。下面按不同的定位基准分别介绍所用的定位元件的结构形式。
二、工件以平面定位时的定位元件
工件以平面作为定位基准时常用的定位元件如下述:
(一)主要支承
主要支承用来限制工件自由度,起定位作用。
1.固定支承
固定支承由支承钉和支承板两种型式,如图3-41所示,在使用过程中它们都是固定不动的。
当工件以粗糙不平的毛坯面定位时,采用球头支承钉图3-41b;齿纹头支承钉,如图3-41c,用在工件侧面,以增大磨擦系数,防止工件滑动;当工件以加工过的平面定位时,可采用平头支承钉(如图3-41a)或支承板。图3-41d所示支承板结构简单,制造方便,但孔边切屑不易清除干净,故适用于侧面和顶面定位;图3-41e所示支承板便于清除切屑,适用于底面定位。
需要经常更换的支承钉应加衬套,如图3-42所示。支承钉、支承板均已标准化,其公差配合、材料、热处理等可查国家标准《机床夹具零件及部件》。
一般支承钉与夹具体孔的配合可取H7/n6或H7/r6。如用衬套则支承钉与衬套内孔的配合可取H7/js6。
当要求几个支承钉或支承板装配后等高时,可采用装配后一次磨削法,以保证它们的工作面在同一平面内。
工件以平面定位时,除了采用上面介绍的标准支承钉和支承板,也可根据工件定位平面的不同形状设计相应的支承板。
2.可调支承
在工件定位过程中,支承钉的高度需调整时,应采用图3-43所示可调支承。
在图3-44a中,工件为砂型铸件,先以A面定位铣B面,再以B面定位镗双孔。铣B面时若用固定支承,由于定位基面A的尺寸和形状误差较大,铣完后的B面与两毛坯孔(3-44中的点划线)的距离尺寸H1、H2变化也大,致使镗孔时余量很不均匀,甚至可能使余量不够。因此图3-44中可采用可调支承,定位时适当调整支承钉的高度,便可避免出现上述情况。对于中小型零件,一般每批调整一次,调整好后,用锁紧螺母拧紧固定,此时其作用与固定支承完全相同。若工件较大且毛坯精度较低时,也可能每件都要调整。
在同一夹具上加工形状相同但尺寸不同的工件时,可用可调支承,如图3-44b所示,在轴上钻径向孔,对于孔至端面的距离不等的工件,只要调整支承钉的伸出长度,便可进行加工。
3.自位支承(浮动支承) 在工件定位过程中,能自动调整位置的支承称为自位支承,或称浮动支承
图3-45所示的叉形零件,以加工过的孔D及端面定位,铣平面C和E。用心轴及端面限制和五个自由度,为了限制自由度需设一防转支承。此支承如单独设在A处或B处,都因工件刚性差而无法加工,若在A、B两处均设防转支承则属过定位,夹紧后使工件产生较大的变形,将影响加工精度。此时应采用图3-46所示的自位支承。
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编辑:工厂小宝
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